“目前，我們已經知道孤獨癥主要由復雜的遺傳變異引起，涉及百十個基因，這得益于過去10多年新一代基因測序的快速進展。接下來就是要弄清這么多不同基因的變化，為什么會導致同樣的社交行為缺陷等孤獨癥癥狀。”全國政協委員、國家衛健委醫學神經生物學重點實驗室主任、浙江大學基礎醫學創新研究院院長羅建紅樂觀地表示，未來10年，針對遺傳發育病理機制的孤獨癥新療法有望取得突破。
在羅建紅看來，“十四五”是我國腦科學研究的關鍵期。我國腦科學研究在各類科技項目的支持下，經過20多年的積累，對基礎神經科學若干領域的研究已經非常深入，很多創新技術和手段也比較成熟，因此已到了系統整合解決腦科學重大問題的關鍵節點。
系統整合 期待突破
“中國腦計劃是一個長期的規劃，像科技創新2030—‘腦科學與類腦研究’重大項目都是對未來10年所作的規劃。”羅建紅介紹，20世紀90年代，分子和細胞技術的發展，帶來了從大腦重要蛋白質入手解析神經元功能的黃金時期，同時還發展出許多基于分子和細胞的新技術，如光遺傳學操縱神經元功能等，使得進入21世紀以來，神經科學可以在更精深層面聚焦神經環路、系統和行為水平的研究。
“中國腦計劃‘一體兩翼’的布局中，‘一體’強調的是對大腦本身的認識，特別是對神經系統運作的認識。”羅建紅介紹，在神經環路運作機制這個關鍵方向上，我們已經可以深入研究并操縱單個特定的神經元及其連接。
“兩翼”其一是對腦疾病的研究。通過非侵入性技術的應用，我們對神經精神疾病有了更深入的認識，包括早老性癡呆癥、抑郁癥等，由此為基于疾病動物模型的病理機制研究提供了關鍵問題，利用綜合技術研究病理機制又為新藥靶發現和新療法研發提供了極大的機遇。
“可以說，‘十四五’規劃中啟動未來10年的腦科學研究，是在前20年研究基礎上的新征程，其特征將是在跨學科理論框架的引導下，整合不同組織層面的研究技術，系統回答神經科學各領域的關鍵科學問題。”羅建紅認為，現階段腦科學研究已經到了一個關鍵的時間點，可以更加系統地理解神經科學，從而解答更前沿的腦科學領域問題。
兩“腦”在互鑒中融合發展
隨著對大腦認識的深入，也促進了另“一翼”——類腦科學的發展。“從計算機誕生那天起，就有人把它和人腦的運作方式進行比較。”羅建紅說，它們的共同特點是處理信息，同時又各有其獨到的地方。
“通過了解人腦的運作方式，為計算機設計打開新的窗口，是類腦科學的出發點。”羅建紅認為，目前這個領域已經到了兩“腦”相互借鑒的階段。計算機中的一些人工智能的算法、理論模型，可能就是生物腦神經運作已經實現了的算法。更深入認識進化數億年人腦的運作規律，會為計算機和人工智能的研究與應用開辟新天地。對人腦研究來說，借鑒計算機的數理原理，也將提供理解神經元編碼處理信息規則的重要工具。
此外，未來10年，腦機接口的應用也值得期待。一方面，腦機接口技術可以直接從人腦里提取信息，來完成各種各樣從簡單到復雜的對外部設備的操控；另一方面，通過反饋信息輸入形成閉環反饋，可以用來調控和改善人腦的功能。（陳 曦）
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